<p>(19)中华人民共和国国家知识产权局</p>
<p>(12)发明专利申请</p>
<p>(10)申请公布号 CN 113290246 A</p>
<p>(43)申请公布日 2021.08.24</p>
<p>(21)申请号 202110399611 .8</p>
<p>(22)申请日 2021 .04 .14</p>
<p>(71)申请人 济南大学</p>
<p>地址 250022 山东省济南市市中区南辛庄</p>
<p>西路336号</p>
<p>(72)发明人 上官泽超 曹树坤 惠继恒</p>
<p>张九勇 严远海</p>
<p>(51)Int .Cl .</p>
<p>B22F 5/00 (2006 .01)</p>
<p>B22F 3/10 (2006 .01)</p>
<p>B22F 3/22 (2006 .01)</p>
<p>B22F 3/24 (2006 .01)</p>
<p>C22F 1/18 (2006 .01)</p>
<p>CN 113290246 A</p>
<p>权利要求书1页</p>
<p>(54)发明名称</p>
<p>易碎钨镍铁合金材料金属粉末注射成型MIM</p>
<p>生产工艺</p>
<p>(57)摘要</p>
<p>本发明公开了易碎钨镍铁合金材料金属粉</p>
<p>末注射成型MIM生产工艺，</p>
<p>所述的易碎钨镍铁合</p>
<p>金材料中钨的成分占97%、</p>
<p>镍的成分占1%～1 .5%、</p>
<p>铁的成分占1 .5%～2%；</p>
<p>工艺过程包括：</p>
<p>注射工艺、</p>
<p>萃取工艺、脱脂工艺、烧结工艺、</p>
<p>固溶工艺、滚抛</p>
<p>工艺 ；本工艺发明与传统钨基合金材料产品相</p>
<p>无需增加新的设备，</p>
<p>在保证了钨基合金的硬</p>
<p>度前提下，</p>
<p>还具备了易碎的脆性，</p>
<p>并且流动性好，</p>
<p>易于注射成型 ；整个工艺过程工艺参数控制简</p>
<p>常规性金属粉末注射成形工艺用到的各工序</p>
<p>设备即可满足要求，</p>
<p>易于批量性生产，</p>
<p>无需高精</p>
<p>尖的设备来保证。</p>
<p>说明书4页</p>
<p>附图1页</p>
<p>CN 113290246 A</p>
<p>1/1 页</p>
<p>1 .易碎钨镍铁合金材料金属粉末注射成型MIM生产工艺，</p>
<p>其特征在于：</p>
<p>生产工艺步骤如</p>
<p>步骤1：</p>
<p>注射工艺，</p>
<p>设备采用注塑机，</p>
<p>从射嘴到油温共有七段温控单元；</p>
<p>射嘴的温度就是</p>
<p>喂料的射出温度，</p>
<p>从五段到射嘴温度依次升高 , 对于MIM工艺 , 各段温度差一般控制在3～</p>
<p>5℃ , 这样才有利于保证喂料均匀塑化 ,并在射嘴处达到设定温度；</p>
<p>故射嘴195～200℃，</p>
<p>段190～195℃，</p>
<p>二段185～190℃，</p>
<p>三段180～185℃，</p>
<p>四段170～175℃，</p>
<p>五段165～170℃，</p>
<p>160～165℃；</p>
<p>注射时间：</p>
<p>1～1 .5s，</p>
<p>注射压力100～120MPa，</p>
<p>保压时间10～11s，</p>
<p>保压压力90～</p>
<p>110MPa，</p>
<p>冷却时间9～10s；</p>
<p>步骤2：</p>
<p>萃取工艺，</p>
<p>设备采用溶脱炉，</p>
<p>用以脱除部分可溶性蜡，</p>
<p>溶剂正溴丙烷萃取，</p>
<p>设定温度65～75℃，</p>
<p>保温8～12小时；</p>
<p>步骤3：</p>
<p>脱脂工艺，</p>
<p>设备采用脱脂</p>
<p>升温时，</p>
<p>适当地设置保温，</p>
<p>可以保证充分脱脂的同时还可以保证炉体内部各部分真实温</p>
<p>度均匀性，</p>
<p>采用升温速度5℃/min，</p>
<p>180℃和550℃，</p>
<p>保温30min，</p>
<p>在300℃～400℃之间升温速</p>
<p>850℃保温2小时，</p>
<p>850℃～1250℃</p>
<p>度3℃/min，</p>
<p>保温1小时，</p>
<p>550℃～850℃升温速度7℃/min，</p>
<p>升温速度7℃/min；</p>
<p>步骤4：</p>
<p>烧结工艺，</p>
<p>设备采用烧结炉，</p>
<p>烧结的气氛为氮气，</p>
<p>催化脱脂后的坯</p>
<p>件采用真空批次炉烧结致密，</p>
<p>所述的烧结工艺为全程氮气气氛下烧结，</p>
<p>所述的氮气气氛烧</p>
<p>结主要分两步进行，</p>
<p>先低压烧结致密，</p>
<p>后高压渗氮保证性能；</p>
<p>所述的低压烧结氮气压力为10</p>
<p>～30kpa ,进气流量10～60L/min，</p>
<p>低压烧结温度为1050℃，</p>
<p>保温时间180min，</p>
<p>高压烧结温度</p>
<p>为1470℃，</p>
<p>保温时间为3h，</p>
<p>所述的高压渗氮氮气压力为60～90kpa ，</p>
<p>进气流量为10～60L/</p>
<p>min；</p>
<p>所述的烧结工艺，</p>
<p>保温结束后保持氮气压力，</p>
<p>冷却至一定温度时进行强制冷却；</p>
<p>步骤5：</p>
<p>固溶工艺，</p>
<p>固溶温度在500℃以下进行匀速升温，</p>
<p>每分钟不得大于3℃；</p>
<p>500～1050℃加速升</p>
<p>温时段，</p>
<p>不得高于135min；</p>
<p>1050℃保温，</p>
<p>保温时间为60～120min；</p>
<p>冷却介质为氮气，</p>
<p>冷却速度</p>
<p>大于150K/min；</p>
<p>步骤6：</p>
<p>滚抛工艺，</p>
<p>设备采用滚抛机，</p>
<p>频率设置40±10HZ，</p>
<p>时间30±5min。</p>
<p>2 .根据权利要求1所述的易碎钨镍铁合金材料金属粉末注射成型MIM生产工艺，</p>
<p>其特征</p>
<p>在于：</p>
<p>所述的易碎钨镍铁合金材料原料按钨的成分占97%、镍的成分占1%～1 .5%、铁的成分</p>
<p>占1 .5%～2%，</p>
<p>粘结剂为蜡基粘结剂 , 其中石蜡约占80% ,聚乙烯约占20%。</p>
<p>3 .根据权利要求1所述的易碎钨镍铁合金材料金属粉末注射成形MIM生产工艺，</p>
<p>其特征</p>
<p>在于：</p>
<p>脱除粘结剂中的主要成分蜡基粘结剂，</p>
<p>以正溴丙烷为溶剂进行萃取，</p>
<p>为后续的脱脂和</p>
<p>烧结提供优质的坯料。</p>
<p>4 .根据权利要求1所述的易碎钨镍铁合金材料金属粉末注射成形MIM生产工艺，</p>
<p>其特征</p>
<p>在于：</p>
<p>所述脱脂工艺升温时，</p>
<p>适当地设置保温，</p>
<p>可以保证充分脱脂的同时还可以保证炉体内</p>
<p>部各部分真实温度均匀性，</p>
<p>采用升温速度5℃/min。</p>
<p>5 .根据权利要求1所述的易碎钨镍铁合金材料金属粉末注射成形MIM生产工艺，</p>
<p>其特征</p>
<p>在于：</p>
<p>所述烧结工艺分为低压烧结和高压烧结两个分步骤，</p>
<p>所述低压烧结工艺的气氛为氮</p>
<p>气在1050℃下低压烧结30min，</p>
<p>目的是充分还原试样中残留的氧化物；</p>
<p>高压烧结温度1470</p>
<p>保温时间为3h。</p>
<p>6 .根据权利要求1所述的易碎钨镍铁合金材料金属粉末注射成形MIM生产工艺，</p>
<p>其特征</p>
<p>在于：</p>
<p>所述的离心式滚抛机的滚抛介质为清水、</p>
<p>高频瓷。</p>
<p>7 .根据权利要求1所述的易碎钨镍铁合金材料金属粉末注射成形MIM生产工艺，</p>
<p>其特征</p>
<p>在于：</p>
<p>所述的注塑机为FC‑80型注塑机，</p>
<p>所述的脱脂炉为罩式脱脂炉，</p>
<p>所述的烧结炉为气氛</p>
<p>烧结炉，</p>
<p>所述的滚抛机为离心式滚抛机。</p>
<p>CN 113290246 A</p>
<p>1/4 页</p>
<p>易碎钨镍铁合金材料金属粉末注射成型MIM生产工艺</p>
<p>技术领域</p>
<p>[0001] 本发明涉及新型材料技术领域，</p>
<p>确切地说是易碎钨镍铁合金材料金属粉末注射成</p>
<p>型MIM生产工艺。</p>
<p>背景技术</p>
<p>[0002] 目前国内外所研究的易碎弹材料主要采用高强度、</p>
<p>高密度的易碎钨合金 ,通过控</p>
<p>制其动态抗拉抗压强度比 ,在撞击目标时由拉伸波作用而破碎。高密度易碎钨合金除了具</p>
<p>有满足常规动能穿甲弹所需的材料性能之外 , 还具有实现破碎效果的潜力 , 可优先用作</p>
<p>易碎穿甲弹材料 , 因此对易碎弹的研究主要放在了改善、提高钨合金的性能上；</p>
<p>易碎弹是</p>
<p>近年来提出的新概念武器，</p>
<p>能在保持弹体的弹道性能及打击命中率的同时，</p>
<p>在穿透靶板后</p>
<p>形成膨胀破碎群，</p>
<p>达到进一步的损伤效果；</p>
<p>弹丸必须是球形，</p>
<p>且尺寸必须保证在±0 .05mm之</p>
<p>[0003] 现有技术的缺陷和不足：</p>
<p>1 .传统粉末冶金、</p>
<p>铸件加工等生产工艺所生产出钨合金材料制成的穿甲易碎弹具</p>
<p>有较好的穿透侵彻能力 ,不易破碎，</p>
<p>且在狭小空间、人员密集的环境中 ,传统钨合金穿甲弹</p>
<p>较容易发生过穿透 ,从而造成对建筑结构或人群的二次毁伤。2 .传统粉末冶金、</p>
<p>铸件加工等</p>
<p>生产工艺所生产出的产品尺寸不符合椭圆度公差要求，</p>
<p>不具备批量量产性。</p>
<p>发明内容</p>
<p>[0004] 本发明所要解决的技术问题是：</p>
<p>提供一种穿透力强，</p>
<p>弹丸必须是球形，</p>
<p>且尺寸必须</p>
<p>保证在±0 .05mm之内的易破碎复合材料易碎弹 ,易碎钨镍铁合金材料MIM零件的生产工艺。</p>
<p>[0005] 易碎钨镍铁合金材料金属粉末注射成型MIM生产工艺，</p>
<p>生产工艺步骤如下：</p>
<p>步骤1：</p>
<p>注射工艺，</p>
<p>设备采用注塑机，</p>
<p>各温区温度设置：</p>
<p>射嘴195～200℃，</p>
<p>一段190～</p>
<p>195℃，</p>
<p>二段185～190℃，</p>
<p>三段180～185℃，</p>
<p>四段170～175℃，</p>
<p>五段165～170℃，</p>
<p>油温160～</p>
<p>165℃ ；注射时间 ：1～1 .5s ，注射压力100～120MPa ，保压时间10～11s ，保压压力90～</p>
<p>110MPa，</p>
<p>冷却时间9～10s；</p>
<p>步骤2：</p>
<p>萃取工艺，</p>
<p>设备采用溶脱炉，</p>
<p>用以脱除部分可溶性蜡，</p>
<p>使用溶剂正溴丙烷萃</p>
<p>设定温度65～75℃，</p>
<p>保温8～12小时；</p>
<p>步骤3：</p>
<p>脱脂工艺，</p>
<p>设备采用脱脂炉，</p>
<p>升温时，</p>
<p>适当地设置保温，</p>
<p>可以保证充分脱脂</p>
<p>的同时还可以保证炉体内部各部分真实温度均匀性，</p>
<p>采用升温速度5℃/min，</p>
<p>180℃</p>
<p>和550℃，</p>
<p>保温30min，</p>
<p>在300℃～400℃之间升温速度3℃/min，</p>
<p>保温1小时，</p>
<p>5</p>

<hr>
<p>各位师傅觉得这个方案怎么样？有更好的做法吗？</p>